CN103941708A - 多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法，其中包括机柜，在机柜中设置有工业计算机、显示设备、继电器和供电电源；监控方法包括系统信息初始化、信号采集、数据分析、异常报警、打包收集数据、结束等步骤。本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，降低了维护成本，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。

Description

多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法

技术领域

本发明属于一种机械运行状态的监控系统及其监控方法，具体涉及一种多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法。

背景技术

旋转机械的运行状态是工作人员最为关心的内容。旋转机械运行时，转速、功耗是判断该机械是否正常的重要指标，所以需对其进行监测，并通过数据分析，对运行状态进行判断，从而调整旋转机械的运行状态，对其进行保护。多台旋转机械运行状态的监控系统就是设置于运行现场，用于监测旋转机械运行参数，进行数据分析，输出控制信号的重要监测设备。

如图1所示，按照工艺要求，多台旋转机械按照组别进行划分，每个组分为2～4个段，每个段有多台（即N2台）旋转机械，一般规模的旋转机械通常包括20余个组，共80余个段。按照现有技术，每段设置监控系统的模式，共需要设置80余套监控系统，监控系统十分庞杂、且占地面积巨大。

发明内容

本发明为解决上述问题而提出，其目的是提供一种多台旋转机械运行状态的监控系统及其监控方法。

本发明的技术方案是：一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜，在机柜中设置有工业计算机、显示设备、继电器和供电电源，所述的工业计算机与显示设备相连，工业计算机包括CAN通信控制器和I/O控制器，CAN通信控制器和 I/O控制器分别插入到工业计算机的PCI插槽中，每段中的多个监测装置节点和该段的CAN中继器通过CAN总线串行连接到CAN通信控制器上。

所述的供电电源分别为各段的监测装置节点、中继器以及机柜内的继电器供电。

所述的CAN通信控制器至少有两个，且任意一个CAN通信控制器均至少有两个CAN总线接口。

一种多台旋转机械运行状态的监控方法，包括以下步骤：

   （ⅰ）开始；

   （ⅱ）转速数据初始化；

   （ⅲ）判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第（ⅸ）步，如果没有完成执行第（ⅳ）步；

    （ⅳ）向硬件系统中的监测装置节点发送采集命令；

    （ⅴ）监测装置节点完成数据采集后程序会返回到第（ⅲ）步，同时执行第（ⅵ）步；

    （ⅵ）将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第（ⅶ）步、第（ⅹⅸ）步和第（ⅹⅹⅰ）步使用；

    （ⅶ）将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态，程序返回到第（ⅲ）步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集；

    （ⅷ）转速数据采集结束；

    （ⅸ）转速采集完成后，状态数据初始化；

    （ⅹ）报警数据初始化；

    （ⅹⅰ）判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第（ⅹⅴ）步，否则执行第（ⅹⅱ）步；

    （ⅹⅱ）判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第（ⅹⅰ）步；如果没有被屏蔽，则执行第（ⅹⅲ）步；

    （ⅹⅲ）既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第（ⅹⅳ）步和第（ⅹⅵ）步使用；

    （ⅹⅳ）将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅷ）步使用；

    （ⅹⅴ）将状态数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器，状态采集流程结束；

    （ⅹⅵ）判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第（ⅹⅶ）步；否则返回第（ⅹⅰ）步重新进行判断；

    （ⅹⅶ）生成报警数据，将报警数据分别用于第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅹ）步；

    （ⅹⅷ）将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示；

    （ⅹⅸ）将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示；

    （ⅹⅹ）将生成的报警数据进行界面显示；

（ⅹⅹⅰ）将第（ⅵ）步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第（ⅹⅲ）步使用。

本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，节约了维护成本。四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，减小了维护人员的维修难度，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。

附图说明

图1 是现有现场站监控一组旋转机械示意图；

图2 是本发明监控一组旋转机械示意图；

图3 是本发明中机柜的结构示意图；

图4 是本发明监控方法的流程图。

其中：

        1  机柜            2  工业计算机

        3  显示设备        4  CAN通信控制器

        5  I/O控制器      6  继电器

        7  供电电源        8  监测装置节点

        9  CAN中继器      10 CAN总线。

具体实施方式

以下，参照附图及实施例对本发明进行详细说明：

如图2、3所示，一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜1，在机柜1内设置有工业计算机2、显示设备3、继电器6和供电电源7。其中，工业计算机2与显示设备3相连，工业计算机2包括CAN通信控制器4和I/O控制器5，CAN通信控制器4和I/O控制器5分别插入到工业计算机2的PCI插槽中。每段中的多个监测装置节点8和该段的CAN中继器9通过CAN总线10串行连接到CAN通信控制器4上。

供电电源7为多台，分别为各段的监测装置节点8、CAN中继器9以及机柜1内的继电器6供电。CAN通信控制器4至少有两个CAN总线10接口，其采用研华PCI-1680U。

I/O控制器5和继电器6组合使用，通过工业计算机2处理，可以将旋转机械的保护信号，输出给其他的监控设备。其中，I/O控制器5采用研华PCI-1762；继电器6采用和泉24V继电器；工业计算机2采用研华工控机610H。

显示设备3与工业计算机2相连，可以显示出转速功耗数据、段设备运行参数分布规律、段设备运行状态、报警信息等。显示设备3采用三星液晶屏961GW。

供电电源7采用明伟卡槽式电源；测装置节点8采用ZJJC20T型监测装置；CAN中继器9型号为CC100-TZ；CAN总线10为标准CAN总线线缆。

如图4所示，应用上述多台旋转机械运行状态的监控系统的监控方法，包括以下步骤：

（ⅰ）开始（S1）；

（ⅱ）转速数据初始化（S2）；

（ⅲ）判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第（ⅸ）步，如果没有完成执行第（ⅳ）步（S3）；

（ⅳ）向硬件系统中的监测装置节点8发送采集命令（S4）；

（ⅴ）监测装置节点8完成数据采集后程序会返回到第（ⅲ）步，同时执行第（ⅵ）步（S5）；

（ⅵ）将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第（ⅶ）步、第（ⅹⅸ）步和第（ⅹⅹⅰ）步使用（S6）；

（ⅶ）将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态（sleep），程序返回到第（ⅲ）步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集（S7）；

（ⅷ）转速数据采集结束（S8）；

（ⅸ）转速采集完成后，状态数据初始化（S9）；

（ⅹ）报警数据初始化（S10）；

（ⅹⅰ）判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第（ⅹⅴ）步，否则执行第（ⅹⅱ）步（S11）；

（ⅹⅱ）判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第（ⅹⅰ）步；如果没有被屏蔽，则执行第（ⅹⅲ）步（S12）；

（ⅹⅲ）既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第（ⅹⅳ）步和第（ⅹⅵ）步使用（S13）；

（ⅹⅳ）将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅷ）步使用（S14）；

（ⅹⅴ）将状态数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器5，状态采集流程结束（S15）；

（ⅹⅵ）判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第（ⅹⅶ）步；否则返回第（ⅹⅰ）步重新进行判断（S16）；

（ⅹⅶ）生成报警数据，将报警数据分别用于第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅹ）步（S17）；

（ⅹⅷ）将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示（S18）；

（ⅹⅸ）将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示（S19）；

（ⅹⅹ）将生成的报警数据进行界面显示（S20）；

（ⅹⅹⅰ）将第（ⅵ）步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第（ⅹⅲ）步使用（S21）； 

所述第（ⅹⅷ）～（ⅹⅹ）步中的界面显示，是往复循环显示，以保证界面实时更新。

本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，节约了维护成本。四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，减小了维护人员的维修难度，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。

Claims (4)

1.一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜（1），在机柜（1）中设置有工业计算机（2）、显示设备（3）、继电器（6）和供电电源（7），其特征在于：所述的工业计算机（2）与显示设备（3）相连，工业计算机（2）包括CAN通信控制器（4）和I/O控制器（5），CAN通信控制器（4）和 I/O控制器（5）分别插入到工业计算机（2）的PCI插槽中，每段中的多个监测装置节点（8）和该段的CAN中继器（9）通过CAN总线（10）串行连接到CAN通信控制器（4）上。

2.根据权利要求1所述的一种多台旋转机械运行状态的监控系统，其特征在于：所述的供电电源（7）分别为各段的监测装置节点（8）、中继器（9）以及机柜（1）内的继电器（6）供电。

3.根据权利要求1所述的一种多台旋转机械运行状态的监控系统，其特征在于：所述的CAN通信控制器（4）至少有两个，且任意一个CAN通信控制器（4）均至少有两个CAN总线接口。

4.一种应用权利要求1中所述多台旋转机械运行状态的监控系统的监控方法，其特征在于包括以下步骤：

   （ⅰ）开始；

   （ⅱ）转速数据初始化；

   （ⅲ）判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第（ⅸ）步，如果没有完成执行第（ⅳ）步；

    （ⅳ）向硬件系统中的监测装置节点（8）发送采集命令；

    （ⅴ）监测装置节点（8）完成数据采集后程序会返回到第（ⅲ）步，同时执行第（ⅵ）步；

    （ⅵ）将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第（ⅶ）步、第（ⅹⅸ）步和第（ⅹⅹⅰ）步使用；

    （ⅶ）将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态，程序返回到第（ⅲ）步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集；

    （ⅷ）转速数据采集结束；

    （ⅸ）转速采集完成后，状态数据初始化；

    （ⅹ）报警数据初始化；

    （ⅹⅰ）判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第（ⅹⅴ）步，否则执行第（ⅹⅱ）步；

    （ⅹⅱ）判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第（ⅹⅰ）步；如果没有被屏蔽，则执行第（ⅹⅲ）步；

    （ⅹⅲ）既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第（ⅹⅳ）步和第（ⅹⅵ）步使用；

    （ⅹⅳ）将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅷ）步使用；

    （ⅹⅴ）将状态数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器（5），状态采集流程结束；

    （ⅹⅵ）判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第（ⅹⅶ）步；否则返回第（ⅹⅰ）步重新进行判断；

    （ⅹⅶ）生成报警数据，将报警数据分别用于第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅹ）步；

    （ⅹⅷ）将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示；

    （ⅹⅸ）将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示；

    （ⅹⅹ）将生成的报警数据进行界面显示；

（ⅹⅹⅰ）将第（ⅵ）步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第（ⅹⅲ）步使用。